[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法、鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710450244.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109087892B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/8238
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/8238;H01L27/092
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法、鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，所述形成方法包括：提供襯底，所述襯底上具有分立的鰭部、位于所述鰭部之間的隔離結(jié)構(gòu)以及橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于所述鰭部頂部；形成至少位于所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的側(cè)墻；形成所述側(cè)墻之后，在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成第一凹槽；在所述第一凹槽內(nèi)形成第一外延層；形成所述第一外延層之后，在所述隔離結(jié)構(gòu)上形成填充層。所述填充層能夠彌補(bǔ)形成所述第一凹槽過(guò)程中，所述隔離結(jié)構(gòu)的損失，有利于減少金屬柵極結(jié)構(gòu)和第一外延層之間橋接問(wèn)題出現(xiàn)的幾率，有利于提高所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的良率和性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法、鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的逐步發(fā)展，半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)遵循摩爾定律的發(fā)展趨勢(shì)不斷減小。為了適應(yīng)工藝節(jié)點(diǎn)的減小，不得不不斷縮短MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的溝道長(zhǎng)度。溝道長(zhǎng)度的縮短具有增加芯片的管芯密度，增加MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)速度等好處。

然而，隨著器件溝道長(zhǎng)度的縮短，器件源極與漏極間的距離也隨之縮短，因此柵極對(duì)溝道的控制能力變差，使得亞閾值漏電(subthreshold leakage)現(xiàn)象，即所謂的短溝道效應(yīng)(SCE：short-channel effects)更容易發(fā)生，使晶體管的溝道漏電流增大。

為了適應(yīng)器件尺寸按比例縮小的要求，克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，半導(dǎo)體工藝逐漸開(kāi)始從平面晶體管向具有更高功效的三維立體式的晶體管過(guò)渡，如鰭式場(chǎng)效應(yīng)管(FinFET)。鰭式場(chǎng)效應(yīng)管中，柵極至少可以從兩側(cè)對(duì)超薄體(鰭部)進(jìn)行控制，與平面晶體管相比柵對(duì)溝道的控制能力更強(qiáng)，能夠很好的抑制短溝道效應(yīng)；且鰭式場(chǎng)效應(yīng)管相對(duì)于其他器件，與現(xiàn)有集成電路制造具有更好的兼容性。

此外，為了提高晶體管溝道內(nèi)載流子的遷移率，進(jìn)而提高晶體管的驅(qū)動(dòng)電流，外延層被引入晶體管內(nèi)，用于向晶體管的溝道區(qū)提供應(yīng)力，改善晶體管的性能。但是現(xiàn)有技術(shù)所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管，在引入外延層之后，容易出現(xiàn)橋接的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法、鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，以減少橋接現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電學(xué)性能。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：

提供襯底，所述襯底上具有分立的鰭部、位于所述鰭部之間的隔離結(jié)構(gòu)以及橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于所述鰭部頂部；形成至少位于所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的側(cè)墻；形成所述側(cè)墻之后，在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成第一凹槽；在所述第一凹槽內(nèi)形成第一外延層；形成所述第一外延層之后，在所述隔離結(jié)構(gòu)上形成填充層。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：

襯底；鰭部，分立的位于所述襯底上；隔離結(jié)構(gòu)，位于所述鰭部之間，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于所述鰭部頂部；偽柵結(jié)構(gòu)，位于所述鰭部上且橫跨所述鰭部；側(cè)墻，位于所述偽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上；第一外延層，位于所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)；填充層，至少位于所述側(cè)墻和所述隔離結(jié)構(gòu)之間。

此外，本發(fā)明還提供一種鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：

提供襯底，所述襯底上具有分立的鰭部、位于所述鰭部之間的隔離結(jié)構(gòu)以及橫跨所述鰭部的偽柵結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)頂部低于所述鰭部頂部；形成至少位于所述偽柵結(jié)構(gòu)側(cè)壁上的側(cè)墻；形成所述側(cè)墻之后，在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成第一凹槽；在所述第一凹槽內(nèi)形成第一外延層；形成所述第一外延層之后，在所述隔離結(jié)構(gòu)上形成填充層；形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層露出所述偽柵結(jié)構(gòu)；去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，在所述層間介質(zhì)層內(nèi)形成柵極開(kāi)口；在所述柵極開(kāi)口內(nèi)形成金屬柵極結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：